JPH0460597A - 楽音信号発生装置 - Google Patents

楽音信号発生装置

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JPH0460597A
JPH0460597A JP2170257A JP17025790A JPH0460597A JP H0460597 A JPH0460597 A JP H0460597A JP 2170257 A JP2170257 A JP 2170257A JP 17025790 A JP17025790 A JP 17025790A JP H0460597 A JPH0460597 A JP H0460597A
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JP
Japan
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signal
output
musical tone
frequency
modulated
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JP2170257A
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Seiji Kushimiya
清路 串宮
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Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、振幅変調による倍音付加機能を備えた楽音
信号発生装置に関する。
(従来の技術) 一般に、電子オルガンや電子ピアノ等の電子楽器におい
ては、楽音信号発生部を設け、この楽音信号発生部から
キー人力等に基づいて目的の楽音信号を発生させるよう
になっている。
このような楽音信号発生部を有する電子楽器の一般的な
構成を第5図に示す。
図において、11は楽音信号を発生する楽音信号発生部
である。この楽音信号発生部11から出力される楽音信
号は、デジタル/アナログ変換回路(以下、D/A変換
回路と記す)12によりアナログ信号に変換される。こ
の変換出力は、スピカやヘッドホンで構成されるサウン
ドシステム13に供給され、楽音の発生に供される。
楽音信号発生部11の楽音信号発生動作は、中央処理装
置(以下、CPUと記す)14により制御される。この
CPU14は、タブレットスイッチ部15、キースイッ
チ部16、タッチセンサ部17からのデータに基づいて
上記制御を行う。
ここで、タブレットスイッチ部15は、楽音信号を構成
する音色信号やエンベロープ信号等を選択するタブレッ
トスイッチを備えたスイッチ部である。また、キースイ
ッチ部16は各キーごとにそのオン、オフ状態を検出す
る複数のキースイッチを備えたスイッチ部である。また
、タッチセンサ部17はキースイッチ部16からのデー
タに基づいて押鍵速度や押鍵圧力を検出するセンサ部で
ある。
なお、18はCPU14の制御プログラム等を格納する
読出し専用記憶装置(以下、ROMと記す)である。ま
た、19はCPU14の作業メモリ等として使用される
書換え可能記憶装置(以下、RAMと記す)である。
ところで、上述した電子楽器においては、近年、より複
雑な音作りか要求されるようになってきた。
この要求に答えるために、従来、本来の楽音信号を振幅
変調することにより、この楽音信号に倍音信号を付加す
る楽音信号発生装置が考えられている。
第6図はこのような振幅変調による倍音付加機能を備え
た従来の楽音信号発生装置の構成を示すブロック図であ
る。
図示の楽音信号発生装置は、楽音信号を構成する音色信
号とエンベロープ信号のうち、エンベロープ信号を振幅
変調することにより、倍音信号を付加するようになって
いる。
まず、第6図において、本来の楽音信号を発生するため
の構成を説明する。
21は楽音信号を構成する音色信号を出力するデジタル
制御発振回路(以下、DCOと記す)である。このDC
O21の出力データは、デジタル制御増幅回路(以下、
DCAと記す)22に供給され、振幅用エンベロープジ
ェネレータ(以下、AEGと記す)23から振幅変調用
の加算回路24を介して供給されるエンベロープ信号と
乗算される。これにより、本来の楽音信号が得られる。
この楽音信号はフィルタリング用のデジタル制御フィル
タ(以下、DCFと記す)25を介して出力される。
次に、倍音信号を付加するための構成を説明する。
26は振幅変調用の変調信号を出力するDCOである。
このDCO26の出力データはDCA27に供給され、
AEG28から出力されるエンベロープ信号と乗算され
る。この乗算出力は上記加算回路24に供給され、上記
AEG23の出力ブタと加算される。これにより、AE
G23の出力データは、DCA27の出力データにより
振幅変調される。この変調出力はDCA22に供給され
、DCO21の出力データと乗算される。この乗算出力
は上記DCF25に供給され、フィルタリングされる。
DCF25はカットオフ周波数を制御可能なローパスフ
ィルタである。このDCF25のカットオフ周波数はフ
ィルタ用エンベロープジェネレータ<LJ下、FEGと
記す)29から出力されるエンベロープ信号により制御
される。
このカットオフ周波数の制御により、楽音信号から除去
される信号成分が変えられる。
なお、DCO21,26、AEG23,28、FEG2
9の動作は、第5図のCPUI 4により制御される。
第7図は第6図の各部の周波数スペクトルを示す周波数
スペクトル図である。
図において、(a)はAEG23から出力されるエンベ
ロープ信号S1の周波数スペクトルを示す。なお、図に
は、例えば周波数f。、2foの2つの信号成分から成
るエンベロープ信号S、を示す。
同図(b)はDCO26から出力される変調信号S、の
周波数スペクトルを示す。なお、図には、例えば、周波
数f41、fo2の2つの信号成分から成る変調信号S
2を示す。
同図(c)は加算回路24から出力される被変調波の周
波数スペクトルを示す。ここで、S、は振幅変調により
得られる倍音信号である。この倍音信号S3の振幅はA
EG28から出力されるエンベロープ信号の振幅に基つ
いて制御される。
同図(d)はDCF25のカットオフ周波数を変えるこ
とにより、倍音信号S、に含まれる信号成分が除去され
る様子を示す。
例えば、DCF25の特性曲線をC2に設定すると、被
変調波から周波数f。2+ft、、  fm2+2fo
の信号成分が除去される。また、特性曲線をC2に設定
すると、さらに、f、、、+ fo 、fm++2fo
の信号成分が除去される。したがって、DCF25のカ
ットオフ周波数を変えることにより、被変調波のスペク
トル波形を変えることができる。
これにより、楽音信号の波形に時間変化が付けられ、倍
音付加機能を有しない楽音信号発生装置より複雑な音作
りを楽しむことができる。
以上説明したように、従来の楽音信号発生装置は、楽音
信号を振幅変調した後、この変調出力をフィルタリング
することにより、本来の楽音信号に所望の信号成分を含
む倍音信号を付加するようになっている。
しかし、このように楽音信号を振幅変調した後フィルタ
リング処理する構成では、DCF25のカットオフ周波
数を低くすると、被変調波の高域成分が完全に失われて
しまい、聴感上、例えば、こもった感じの楽音か得られ
てしまうといった問題かあった。
(発明が解決しようとする課題) 以上述べたように、振幅変調による倍音付加機能を有す
る従来の楽音信号発生装置においては、信号成分選択用
のローパスフィルタのカットオフ周波数を低くすると、
被変調波の高域成分が完全に失われ、こもった感じの楽
音が得られてしまうといった問題があった。
そこで、この発明は、信号成分選択用のローパスフィル
タのカットオフ周波数を低くしても、被変調波の高域成
分が完全に失われることがない楽音信号発生装置を提供
することを目的とする。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この発明は、適宜設定され
る周波数特性に基づいて変調信号から所望の信号成分を
抽出する手段と、この手段の出力により楽音信号を変調
する手段とを設けるようにしたものである。
(作用) 上記構成によれば、被変調波に含まれる複数の信号成分
のうち、変調信号のフィルタリングにより除去される信
号成分は、変調信号からそのフィルタリングにより除去
された信号成分に関係した信号成分である。したかって
、被変調波からの信号成分の除去は、低域から高域に渡
って間欠的に行われ、信号成分選択用のローパスフィル
タのカットオフ周波数を低くしても、高域成分が完全に
失われることがない。これにより、カットオフ周波数を
低くしても、こもった感じの楽音が得られてしまうとい
った問題を解消することができる。
(実施例) 以下、図面を参照しながらこの発明の実施例を詳細に説
明する。
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
図において、まず、本来の楽音信号を発生するための構
成を説明する。
31は楽音信号を構成する音色信号を発生するDCOで
ある。このDCO31の出力データはDCF32に供給
され、所定のフィルタリング処理を受ける。DCF32
はカットオフ周波数を制御可能なローパスフィルタであ
る。このDCF32のカットオフ周波数は、FEG33
から出力されるエンベロープ信号により制御される。な
お、このDCF32としては、例えば、IIR型のデジ
タルフィルタが望ましいが、FIR型等の他のデジタル
フィルタでも構わない。
DCF32の出力データはDCA34に供給され、AE
G35から振幅変調用加算回路36を介して供給される
エンベロープ信号と乗算される。
これにより、音色信号とエンベロープ信号とが合成され
た本来の楽音信号が得られる。
次に、倍音信号を付加するだめの構成を説明する。
37は互いに周波数の異なる複数の信号成分を含む変調
信号を発生するDCOである。このDC037の出力デ
ータはDCF38に供給され、所定のフィルタリング処
理を受ける。このDCF38はカットオフ周波数を制御
可能なローパスフィルタである。このカットオフ周波数
はFEG39から出力されるエンベロープ信号に基づい
て制御される。なお、このDCF38としても、DCF
32と同様、例えば、IIR型のデジタルフィルタが望
ましいが、FIR型等の他のデジタルフィルタでも構わ
ない。
DCF38の出力データはDCA40に供給され、AE
G41から出力されるエンベロープ信号と乗算される。
DCA40の出力データは上記加算回路36に供給され
、AEG35の8カデータと加算される。これにより、
AEG35の出力ブタはDCA40の出力データにより
振幅変調される。この変調出力は上記DCA34に供給
され、DCF32の出力データと乗算される。これによ
り、倍音信号を付加された楽音信号か得られる。
なお、第1図に示される各回路の動作は、第5図に示す
タブレットスイッチ部15、キースイッチ部16、タッ
チセンサ部17からのデータに基ついてCPU14によ
り制御される。この制御の方法には種々の方法が考えら
れる。
例えば、タブレットスイッチ部15からのブタに基づい
てDCO31,37、FEG33,39、AEG35.
41の出力波形を選択するようにすれば、多種類の楽音
を合成することができる。
また、タッチセンサ部17からのデータ(押鍵速度デー
タ、押鍵圧力データ)に基づいてDCF32.38のカ
ットオフ周波数やFEG33,39、AEG35,41
の出力波形を選択するようにすれば、キータッチの状態
に応じて音色変化を付けることができる。
また、キースイッチ部16からのデータ(キコード、キ
ーオン/オフデータ)に基づいてDC031,37の出
力波形やDCF38.40のカットオフ周波数を選択す
るようにすれば、キースケーリング(音高又は音域)に
より、音色変化を付けることができる。
上記構成において、第2図を参照しながら動作を説明す
る。
第2図は第1図の各部の周波数スペクトルを示す周波数
スペクトル図である。
図において、(a)はAEG35から出力されるエンベ
ロープ信号S1の周波数スペクトルを示す。
同図(b)はDCO37から出力される変調信号S2の
周波数スペクトルとDCF38の周波数特性(−点鎖線
)を示す。
同図(c)、  (d)は加算回路36から出力される
被変調波の周波数スペクトルを示す。ここで、(C)は
フィルタリング処理を行わない場合を示し、(d)は所
定のフィルタリング処理を行った場合を示す。
なお、信号S、、S2の信号成分は、先の第6図のもの
と同じである。
今、DCF38の周波数特性を、例えば、第2図(b)
の01に設定したとする。この場合、変調信号S2に含
まれる2つの信号成分はいずれも除去されない。したか
って、被変調波には、変調信号S2に含まれる2つの信
号成分に関係した周波数成分が全て残される。これによ
り、被変調波の周波数スペクトルは、第2図(c)に示
すようなものとなる。
これに対し、DCF38の周波数特性を第2図(b)の
C2に設定すると、変調信号S2に含まれる2つの信号
成分のうち、周波数f4□の信号成分が除去される。こ
れにより、被変調波からは、この周波数f。2の信号成
分に関係した周波数f=22 fo 、  f−2fo
 、fff12+ fo 、  f、□+2 f。の信
号成分が除去される。したがって、被変調波の周波数ス
ペクトルは、第2図(d)に示すように、第2図(C)
の周波数スペクトルから破線の信号成分を間欠的に間引
いたようなものとなっている。これにより、DCF38
のカットオフ周波数を低くしても、被変調波の高域成分
が全て除去されることかなく、その一部が残される。そ
の結果、DCF38のカットオフ周波数の値に関係なく
、常に、低域成分から高域成分まで含む被変調波を得る
ことかできる。これにより、DCF38のカットオフ周
波数を低くした場合でも、固い感じの楽音が得られてし
まうといった問題を解消することができる。
なお、この効果は変調信号S2の周波数成分を多くして
より複雑な音作りを行いたい場合はど、顕著に現れる。
以上詳述したようにこの実施例は、最終出力ではなく、
変調信号をフィルタリングするようにしたものである。
このような構成によれば、被変調波から信号成分を間欠
的に除去することができるので、DCF38のカットオ
フ周波数を低くしても、被変調波の高域成分を残すこと
ができる。これにより、こもった感じの楽音が得られて
しまうといった問題を解消することができる。
第3図はこの発明の他の実施例の構成を示すブロック図
である。
先の実施例では、本来の楽音信号の発生系「1」上受調
信号の発生系r2Jとで回路を別々に設ける場合を説明
した。
これに対し、この実施例は、2つの系「1」。
「2」とで機能が同じ回路を兼用し、この兼用回路を各
県rlJ、r2Jごとに時分割で使用するようにしたも
のである。
すなわち、第3図において、51は第1図のDco31
とDCO37t=兼用されるDcoである。
52は同じくDCF32とD CF 38 ニ兼用され
るDCFである。53は同e< DCA31:DcA4
0に兼用されるDCAである。54は同じくFEG33
とF E G 39に兼用されるエンベロープジェネレ
ータ(以下、EGと記す)である。但し、このEG54
はさらに第1図のAEG35とAEG41にも兼用され
る。
55は時分割駆動に対処するためのセレクタである。5
6は同じくラッチ回路である。
57は第1図の加算回路36に相当する振幅変調用の加
算回路である。
58はDCA53の出力をラッチするラッチ回路である
。また、59はラッチ回路58のラッチ出力を累積加算
する累算回路である。また、60は、先の第5図のD/
A変換回路12に相当するD/A変換回路である。
なお、先の第1図においても、DCA34の出力段に上
記ラッチ回路58、累算回路59、D/A変換回路60
が設けられるものである。しかし、これらの回路はこの
発明の特徴とは直接関係しないので、第1図には示して
いない。
以上が第3図の全体的な構成である。
次に、Dco51とEG54の具体的な構成を説明する
上記DCO51において、511は音色信号や変調信号
の波形データを格納する波形メモリである。この波形メ
モリ511から波形データを読み出すためのアドレスは
、波形上位アドレスレジスタ512、周波数ナンバーレ
ジスタ5.13、加算回路514、アドレスレジスタ5
15によって生成される。
上記波形上位レジスタ512は、読出しアドレスの上位
アドレス、いわゆる波形上位アドレスを記憶するレジス
タである。波形上位アドレスは第5図に示すようなCP
U14がら送られてくる。
この波形上位アドレスにより音色信号あるいは変調信号
のどちらが一方が選択される。また、変調信号か複数存
在する場合は、その選択もなされる。
同様に、音色信号に関しては、その音色や音域に応じた
波形の選択もなされる。
読出しアドレスの下位アドレスは、CPU14から周波
数ナンバーレジスタ513に送られてくる周波数ナンバ
ーを、加算回路514とアドレスレジスタ515によっ
て累積加算することにより生成される。ここで、周波数
ナンバーは、波形メモリ511から読み出される波形デ
ータの周波数を指定するためのデータで、指定周波数に
応じた大きさの値を有する。この周波数ナンバーが小さ
い場合は、波形データの読出しピッチ(アドレス間隔)
が小さくなる。これにより、波形データの周波数が低く
なる。一方、周波数ナンバーが大きい場合は、波形デー
タの読出しピッチが大きくなり、その周波数は高くなる
次に、上記EG54において、541はエンベロープ信
号を構成する各種楽音成分の波形データを記憶するエン
ベロープ波形メモリである。ここで、楽音成分とはアタ
ック成分、デイケイ成分、リリース成分といった成分で
ある。これら楽音成分の選択は、CPUI4から楽音成
分選択レジスタ542に送られてくる楽音成分選択デー
タに基づいて行われる。543は、選択された楽音成分
の波形データをエンベロープ波形メモリ541かう読み
出し、エンベロープ信号を生成するエンベロープ演算回
路である。また、このエンベロープ演算回路543は、
CPU14からタッチデータ選択回路544を介して送
られてくるタッチブタに基づいて、エンベロープ信号の
振幅を設定する。なお、タッチデータ変換回路544は
、CPUから送られてくるタッチデータの形式を、エン
ベロープ演算回路543か扱い得る形式に変換する回路
である。
上記構成において、第4図のタイミングチャドを参照し
なから動作を説明する。
なお、第4図は発音チャンネルか16チヤンネル存在す
る場合を代表として示す。
この場合、1つのチャンネルは2つのタイムスロットか
ら成る。したがって、タイムスロットは全部で32とな
る。
また、EG部54からは1チャンネル当り4つのエンベ
ロープ信号が時分割で出力される。したかって、16チ
ヤンネルでは計64のエンベロブ信号が時分割で出力さ
れる。1チャンネル当り4つのエンベロープ信号が出力
されるのは、EG54がFEGとAEGに兼用され、か
つ、FEG。
AEGともにそれぞれ2系統必要だからである。
このため、EG54はDCO51の駆動周波数φの2倍
の周波数φ。で駆動される。
では、第4図の動作を説明する。
(1)チャンネルOの最初のタイムスロット0における
動作 このタイムスロットOにおいては、変調信号系「2」の
動作、つまり、第1図のDCO37、DCF38、FE
G39、DCA40、AEG41の動作が行われる。
すなわち、このタイムスロット0においては、DCO5
1からは変調信号が出力される。
また、EG54からは、まず、フィルタ用エンベロープ
信号が出力され、次に、振幅用エンベロブ信号が出力さ
れる。但し、フィルタ用エンベロープ信号は、振幅用エ
ンベロープ信号が出力されてもそのまま継続して出力さ
れる。
さらに、セレクタ55はCPU14の制御の基に出力さ
れる選択信号SE、に基づいて入力Aを選択する。
このような状態においては、DCO51から出力される
変調信号は、DCF52に供給され、EG54から出力
されるフィルタ用エンベロ〜プ信号に基ついてフィルタ
リングされる。このフィルタリング出力はDCA53に
供給される。
また、EG54から出力される振幅用エンベロブ信号は
、セレクタ55を介してDCA53に供給され、DCF
52によりフィルタリングされた変調信号と乗算される
この乗算出力はタイムスロット0の終了タイミングで出
力されるラッチパルスL1に基づいてラッチ回路56に
ラッチされる。このラッチパルスL1はCPU14の制
御の基に出力される。
(2)チャンネル0の2番目のタイムスロット1におけ
る動作 このタイムスロット1においては、本来の楽音信号系「
1」の動作、つまり、第1図のDCO31、DCF32
、FEG33、DCA34、AEG35の動作が行われ
る。
すなわち、DCO51からは、楽音信号を構成する音色
信号が出力される。
また、EG54からは、まず、フィルタ用エンベロープ
信号が出力され、次に、楽音信号を構成する振幅用エン
ベロープ信号が出力される。この場合も、フィルタ用エ
ンベロープ信号は、振幅用エンベロープ信号が出力され
てもそのまま継続して出力される。
さらに、セレクタ55ては、入力Bが選択される。
このような状態においては、DCO51から出力され音
色信号は、DCF52に供給され、EG54から出力さ
れるフィルタ用エンベロープ信号に基づいてフィルタリ
ングされる。このフィルタリング出力はDCA53に供
給される。
また、EG54から出力される振幅用エンベロープ信号
は、加算回路57によりラッチ回路56のラッチデータ
と加算される。これにより、振幅用エンベロープ信号が
変調信号により振幅変調される。この被変調波はセレク
タ55を介してDCA53に供給され、DCF52によ
りフィルタリングされた音色信号と乗算される。これに
より、倍音信号か付加された楽音信号が得られる。
この楽音信号はチャンネル0の終了タイミングで出力さ
れるラッチパルスL2に基づいてラッチ回路58にラッ
チされる。このラッチパルスL2もCPU14の制御の
基に出力される。
以上でチャンネル0の演算処理が終了する。以下、同様
の処理がチャンネル1からチャンネル15まで繰り返さ
れる。
ラッチ回路58にラッチされたデータは、累算回路59
により16チヤンネル分累積加算される。
この累積加算出力はD/A変換回路60によりアナログ
信号に変換される。
以上詳述したこの実施例においても先の実施例と同様の
効果を得ることかできることは勿論、さらに、本来の楽
音信号の発生系「1」と変調信号の発生系「2」で機能
が同じ回路を兼用するようにしたので、ハードウェアを
少なくすることができる。
以上、この発明の2つの実施例を説明したが、この発明
はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、先の実施例では、変調信号から所定の信号成分
を抽出する手段として、ローパスフィルタを用いる場合
を説明した。しかし、この発明はフィルタを設ける位置
に特徴を有するものであるから、使用するフィルタとし
ては、バイパスフィルタやバンドパスフィルタを用いる
ようにしてもよい。
また、先の実施例では、この発明を、エンヘロプ信号を
振幅変調することにより倍音信号を付加する装置に適用
する場合を説明した。しかし、この発明は、このような
構成に限らず、楽音信号を振幅変調することにより倍音
信号を付加する構成の装置一般に適用可能である。
この他にもこの発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
様々変形実施可能なことは勿論である。
[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、被変調波に含ま
れる信号成分をフィルタリングする際、この信号成分を
間欠的に間引くようにフィルタリングすることができる
ので、フィルタリングによって楽音がこもった感じなっ
てしまうといった問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第2図は第1図の動作を説明するための周波数スペクト
ル図、第3図はこの発明の他の実施例の構成を示すブロ
ック図、第4図は第3図の動作を説明するためのタイミ
ングチャート、第5図は電子楽器の一般的な構成を示す
ブロック図、第6図は従来の楽音信号発生装置の構成を
示すブロック図、第7図は第6図の動作を説明するため
の周波数スペクトル図である。 31.37.51・・・DCO132,38,52・・
・DCF、33.39・・・FEG、34.40・・・
DCA、35.41・・・AEG、36.57・・・加
算回路、54・・・EG、55・・・セレクタ、56.
58・・・ラッチ回路、59・・・累算回路、60・・
・D/A変換回路。 チヤンネル O 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 楽音信号を発生する楽音信号発生手段と、 互いに周波数の異なる複数の信号成分から成り、前記楽
    音信号発生手段の出力を変調するための変調信号を発生
    する変調信号発生手段と、 設定された周波数特性に基づいて前記変調信号発生手段
    の出力から所定の信号成分を抽出する信号成分抽出手段
    と、 この信号成分抽出手段の出力により前記楽音信号発生手
    段の出力を振幅変調する振幅変調手段と、前記信号成分
    抽出手段の周波数特性を制御する周波数特性制御手段と を具備したことを特徴とする楽音信号発生装置。
JP2170257A 1990-06-29 1990-06-29 楽音信号発生装置 Pending JPH0460597A (ja)

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JP2170257A JPH0460597A (ja) 1990-06-29 1990-06-29 楽音信号発生装置

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6477094A (en) * 1988-08-30 1989-03-23 Casio Computer Co Ltd Parameter setter for electronic musical instrument
JPH02125297A (ja) * 1988-11-04 1990-05-14 Sony Corp デジタル音声信号発生装置

Patent Citations (2)

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